Skadelige Bakterier Maskerer Som Røde Blodlegemer For Å Unngå Immunsystemet

selv enkeltceller må noen ganger være mestere i forkledning.

Ulike typer skadelige bakterier, for eksempel, maskerer som menneskelige celler for å unngå immunsystemet, dekker deres overflater med molekyler som ligner vår egen. Det smarte trikset gir effektivt patogenene «usynlighetskapper», sier David Gonzalez, biokjemiker Og mikrobiolog ved University Of California, San Diego.

Nå Har Gonzalez og hans team oppdaget en ny form for denne mikrobielle etterligningen som er spesielt makaber. For å unngå å bli slukket av immunsystemet, bakterier som forårsaker strep hals rive fra hverandre røde blodlegemer og deretter kle seg i rusk, som rapportert i dag I tidsskriftet Cell Reports.

når denne strategien virker, forblir bakteriene, Kalt Gruppe A Streptokokker (gruppe a strep), skjult mens de ødelegger kroppen, viser studiens museksperimenter. Men når et protein i bakteriene som er ansvarlig for den sanguine forkledningen, blir kuttet ut av strep-genomet, blir mikroberene utsatt, slik at immunsystemet kan angripe patogenene og forhindre en potensielt dødelig infeksjon.

Å Forstå biologien bak gruppe a streps blodige forsvinner kan hjelpe søket etter nye stoffer som «løsner bakteriene slik at de effektivt kan ryddes eller drepes,» sier Martina Sanderson-Smith, en molekylær mikrobiolog ved University Of Wollongong I Australia som ikke var involvert i studien. «Dette er et eksempel på discovery science på sitt beste.»

blant patogener er gruppe a strep noe av En Sveitsisk Hærkniv. Disse allsidige mikrober kan kolonisere hud, hals, kjønnsorganer og mer, og de smitter hundrevis av millioner mennesker hvert år. Mange infeksjoner utvikler seg ikke lenger enn et irriterende utslett eller ondt i halsen, men under mer alvorlige omstendigheter kan bakteriene true liv med forhold som revmatisk feber, giftig sjokksyndrom eller kjøttetende sykdom.

en mikrobiolog ved Max-Planck-Institutt for Infeksjonsbiologi forbereder en bakteriell koloni Av stammen Streptococcus pyogenes, den primære arten i gruppe a strep, på en blodagarplate. (Wolfgang Kumm / Bilde Allianse via Getty Images)

selv om antibiotika mot gruppe a strep eksisterer, vokser resistens mot noen stoffer blant stammer over hele verden, og ingen vaksiner er kommersielt tilgjengelige. Å finne nye behandlinger for å bekjempe disse patogenene, Sier Gonzalez, kan forhindre noen av de 500.000 pluss dødsfallene de forårsaker årlig.

Mye av hvordan gruppe a streptokokker klarer å overliste kroppens forsvar forblir mystisk. For bedre å forstå bakteriens unnvikende måter Har Gonzalez og hans laboratorium brukt de siste årene på å studere pakken med molekyler produsert av patogenet under infeksjon. Noen av disse molekylene holder seg til røde blodlegemer, inkludert en håndfull proteiner som kan rive cellene til makter.

men da forskerne brukte nanopartikler belagt med biter av blodceller som agn, fanget de et nytt protein kalt s-protein. I stedet for å rive blodceller fra hverandre, tillot dette molekylet bakteriene å kle seg til stykkene som ble etterlatt.

i begynnelsen forvirret Den tilsynelatende uskyldige klebrigheten Av s protein Gonzalez og hans team. Men de skjønte snart at det kunne tillate bakteriene å passere som selve cellene de hadde ødelagt-den mikroskopiske ekvivalenten av ulver i fåreklær.

bedraget er en uvanlig taktikk, men en effektiv, sier medforfatter Anaamika Campeau, biokjemiker i Gonzalezs laboratorium. For å skjule noen funksjoner som kan inkriminere gruppe a strep som utenlandske inntrengere, mikroberene gips seg med biter av celler immunsystemet ser hele tiden og vet ikke å angripe, forklarer hun. «Når vi kom til den ideen, falt alt på plass.»

samspillet Mellom gruppe a streptokokker og røde blodlegemer var så sterk at bakteriene slått lyse crimson når plopped i løsninger av humant blod. Immunceller, flummoxed av den blodige forkledningen, klarte i stor grad ikke å fange og drepe de potensielle inntrengerne.

da forskerne genererte en mutantstamme av bakteriene som ikke kunne lage s protein, kjempet det imidlertid for å skjule seg, og snu bare svakt rosa i nærvær av blod. De modifiserte patogenene lurte ikke immuncellene, som raskt gobbled opp sine mål.

Normal gruppe a streptokokker (høyre) slå lyse rødt når de er blandet med røde blodlegemer, skjule seg som blodceller. Gruppe a strep mangler s protein (midten) er bare svakt rosa. En stamme Med S protein lagt tilbake (høyre) ser normal ut. (Wierzbicki et al. / Cellerapporter 2019)

for å teste styrken Av s-proteinets unnvikende effekter injiserte forskerne hver av de to bakteriestammene i mus. Mens nesten alle dyrene smittet med typisk gruppe a strep raskt mistet vekt og døde, overlevde hver mus som fikk mutantmikrober og holdt seg i en sunn størrelse.

forskjellen var så slående at Gonzalez og hans team først var sikre på at de hadde gjort en feil. Men selv med mer enn den dødelige dosen av mutantbakterier, sier han, «musene var fortsatt like glade som det kan være.»

Mikrober som etterligner vertsceller, er ikke et nytt biologisk triks, sier Tiara Pé Morales, en molekylær mikrobiolog ved Benediktineruniversitetet som ikke var involvert i studien. Men den nye studien setter en vri på en gammel historie. «De setter på en drakt og late som de er røde blodlegemer,» sier hun. «Jeg tror ikke jeg kan tenke på noe annet som det.»

tapet Av S protein så alvorlig hamstrings bakteriene at molekylet kan være et tiltalende mål for nye stoffer i fremtiden, Sier Sanderson-Smith. Blokkering av proteinets aktivitet under infeksjon vil i hovedsak forlate bakteriene i buff, og hjelpe immunceller til å identifisere og ødelegge patogenene.

et grafisk abstrakt av patogen Gruppe A Streptokokker kamuflert som røde blodlegemer. (Dorota Wierzbicki))

Gonzalez håper At S-proteinbaserte behandlinger vil gå utover bare å avsløre gruppe a strep. Etter å ha mottatt en heftig dose av mutantbakteriene, begynte mus å kaste ut immunproteiner – en indikasjon, sier han, at den endrede stammen hadde varslet kroppen til sin tilstedeværelse uten å forårsake alvorlig skade. Mikrober, det virket, hadde blitt en levende vaksine.

teamet gjennomførte deretter et siste eksperiment, doserte mus med enten mutantbakteriene eller en saltoppløsning før de reinfiserte dem med normal gruppe a strep tre uker senere. Mens 90 prosent av dyrene som fikk saltvann døde innen ti dager, trakk syv av de åtte musene som først hadde blitt utsatt for mutantstammen gjennom.

» det var spennende å se, » sier [email protected] Morales, og legger til at funnene kan vise seg spesielt viktig hvis de kan gjentas i andre medlemmer Av Streptococcus slekten, som inkluderer flere andre patogener som synes å også gjøre s protein.

Men P ④rez Morales og Sanderson-Smith var forsiktig med at mye mer må skje før human vaksinasjon kan vurderes. Mikrober og immunceller de parrer med er ekstremt komplekse og stadig utviklende, og det som fungerer i mus, oversetter ikke alltid til mennesker. Andre vaksinekandidater har vist løfte gjennom årene, men de har møtt flere hindringer som har holdt dem ut av klinikken.

Likevel, som spørsmålet om antibiotikaresistens fortsetter å ballong over hele verden, fremhever denne studien viktigheten av å ta kreative nye tilnærminger til behandling. «Vi trenger alternativer,» Sier Pé Morales. «Vi kan ikke bare fortsette å treffe dette problemet med antibiotika.»

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.